Aproximaciones moleculares al estudio de las interacciones de rotavirus y norovirus con el huésped

Résumé

Los norovirus humanos son los principales agentes etiológicos de gastroenteritis aguda en todo el mundo. Aunque los norovirus son muy diversos (se han detectado más de 30 genotipos en humanos), durante los últimos 40 años la mayoría de los brotes y epidemias han sido causados por cepas del genotipo GII.4, lo que plantea interrogantes sobre su persistencia en la población. Entre otras posibles explicaciones, se considera que la evasión inmunológica es la principal causa de su éxito. Para estudiar en detalle el reconocimiento y la evasión de anticuerpos, analizamos un epítopo conformacional reconocido por un anticuerpo monoclonal (3C3G3) mediante mutagénesis dirigida y resonancia superficial de plasmón (SPR, por sus siglas en inglés). Los resultados muestran que el epítopo predicho está compuesto por 11 aminoácidos dentro del dominio P de la cápside vírica. Sólo dos de ellos difieren de la variante homóloga (GII.4 Den-Haag_2006b) y de la variante pre- epidémica (GII.4 VA387_1996) que no es reconocida por el anticuerpo. Además, un solo cambio de aminoácido es capaz de modificar el patrón de reconocimiento de los antígenos histo-sanguíneos (HBGA). Estos resultados proporcionan evidencia de que el epítopo reconocido por el anticuerpo 3C3G3 está involucrado en las interacciones virus-huésped, tanto a nivel inmunológico como en el reconocimiento de los receptores celulares. Los rotavirus humanos son los principales agentes causantes de gastroenteritis aguda en niños pequeños, y además el genotipo P[8] representa más del 80% de las infecciones en humanos. Se han determinado las bases moleculares de la unión del dominio VP8* de la proteína VP4 del genotipo P[8] asu receptor celular, el antígeno H tipo 1 (Fuc- " 1,2-Gal- # 1,3-GlcNAc; H1) y a su precursor lacto-N-biosa (Gal- # 1,3-GlcNAc; LNB). La resolución de las estructuras cristalinas de P[8] en complejos con el antígeno H1 y LNB y los experimentos de mutagénesis dirigida revelaron que ambos glicanos se unen a la proteína P[8] VP8* a través de un sitio de unión compartido con otros miembros del genogrupo P[II], es decir; P[4], P[6] y P[19]. Los resultados muestran que la fracción L-fucosa de H1 sólo muestra contactos indirectos con P[8] VP8*. Sin embargo, los cambios conformacionales inducidos en la fracción de la LNB duplican la afinidad del ligando, según las medidas por SPR lo que proporciona una explicación molecular a la diferente susceptibilidad a la infección por rotavirus entre individuos secretores y no secretores. La inesperada interacción de P[8] VP8* con la LNB, un componente básico de los oligosacáridos de la leche humana de tipo 1, dio lugar a la inhibición de la infección por rotavirus, lo que pone de manifiesto el papel y la posible aplicación de este disacárido como antiviral. A pesar de que los aminoácidos clave en el sitio de unión H1/LNB están altamente conservados en los miembros del genogrupo P[II], se han encontrado diferencias en las afinidades de ligandos entre los distintos linajes de P[8]. La variación en las afinidades se explica por sutiles diferencias estructurales inducidas por cambios en los aminoácidos de las proximidades al sitio de unión, que proporcionan un mecanismo de ajuste para la unión del glicano en el bolsillo de unión a la VP8* de los rotavirus del genotipo P[8]. Un último objetivo del presente trabajo fue determinar la prevalencia y el título de los anticuerpos séricos frente a varios genotipos de la proteína VP8* de rotavirus en niños y adultos en Valencia, España, y determinar el papel del estado secretor (polimorfismo FUT2G428A) en la respuesta serológica. Se utilizaron las proteína VP8* de los genotipos P[4], P[6], P[8], P[9], P[11], P[14] y P[25] que fueron analizadas por ELISA con 88 muestras de sueros de niños (n=41, 3.5 años de edad en promedio) y de adultos (n=47, 58 años de edad en promedio). El conjunto de 55 muestras fueron genotipadas para el polimorfismo FUT2G428A y se compararon los títulos de anticuerpos. Se encontraron diferencias en la seroprevalencia entre niños y adultos para los genotipos P[4], P[8] y P[11]. De manera similar, se encontraron diferencias significativas entre adultos y niños en los títulos de anticuerpos contra los genotipos P[4], P[8] y P[11], teniendo los niños títulos de anticuerpos más altos que los adultos. Curiosamente, se encontraron muestras positivas para genotipos raros como P[11] (sólo en niños), P[14] y P[25]. Aunque no se encontraron diferencias estadísticas en los títulos de anticuerpos entre secretores y no secretores para ninguno de los genotipos P estudiados, se encontró una prevalencia estadísticamente significativa más alta para el genotipo P[25] en los individuos secretores en comparación con los no secretores. Finalmente, para profundizar en el estudio de la susceptibilidad entre secretores y no secretores se estudió el titulo de anticuerpos frente al rotavirus completo de la cepa Wa G1P[8], encontrándose diferencias estadísticamente significativas en este caso.